QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC BỘ MÔN VI SINH THỰC PHẨM BÁO CÁO VI SINH GVHD: NGUYỄN THÚY HƯƠNG LỚP: HC07TP NHÓM THỰC HIỆN: LẠI THỊ TRANG 60702547 TRẦN LÊ HỒNG NGỌC 60701609 TRẦN THỊ CẨM TÚ 60702837 NGUYỄN MỘNG TUYỀN 60702808 HỒ HỒNG TUYẾT 60702804 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU I SƠ LƯỢC VỀ BIA Lịch sử bia Định nghĩa bia Tình hình sản xuất tiêu thụ bia Những ưu điểm bia II NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIA Malt đại mạch Hoa Houblon Nước Nấm men bia II QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA 1.Chuẩn bị ngun liệu Đường hóa nguyên liệu Lọc bã, nấu hoa, làm lạnh dịch đường q trình lên men Lên men phụ Sử dụng chế phẩm enzyme sản xuất bia Hoàn thiện sản phẩm Đánh giá chất lượng bia 3 5 7 9 11 12 15 17 18 19 20 Lời mở đầu Vi sinh vật phân bố rộng rãi tự nhiên Nó có tính chất cấu tạo đơn giản, đồng hình thái, phong phú loại hình chúng sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực nghiên cứu khác Một số ứng dụng vi sinh vật là: sản xuất acid thực phẩm, tạo chế phẩm enzyme, chế biến thức ăn gia súc, sử dụng công nghệ lên men, thủy phân protein động vật, thực vật, sinh tổng hợp protein xử lí mơi trường Trong công nghiệp thực phẩm vi sinh vật ứng dụng mạnh mẽ Và ứng dụng phổ biến vi sinh vật trình sản xuất bia Bia loại nước giải khát có truyền thống lâu đời,có giá trị dinh dưỡng cao có độ cồn thấp,mùi vị thơm ngon,bổ dưỡng.Uống bia với lượng thích hợp khơng có lợi cho sức khỏe, ăn cơm ngon,dễ tiêu hóa mà cịn giảm mệt mỏi sau ngày làm việc.Khi đời sống kinh tế xã hội phát triển,nhu cầu tiêu thụ bia người ngày tăng, bia chí trở thành lọai nước giải khát khơng thể thiếu hàng ngày người dân phương Tây QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA I SƠ LƯỢC VỀ BIA: Lịch sử bia Những sản phẩm lên men từ lúa mạch biết đến từ 8000 năm TCN.Người ta cho Osiris (vị thần nông nghiệp Ai Cập) người hướng dẫn người làm bia từ lúa mạch Nhiều tài liệu lịch sử cách 5000 năm TCN, người Sumerien Assyrrien sản xuất lọai đồ uống lên men từ lọai ngũ cốc Từ 4000 năm TCN, người Ai Cập có lọai bia xếp hạng cao là:”bia nhà Quí Tộc”,”bia Ai Cập”…… Vào khỏang 2000 TCN người Babilon viết thành sách nguyên tắc nấu bia q trình nấu bia quản lí chặt chẽ.Cũng thời kì này, người ta bắt đầu tạo hương cho bia cách thêm vào dịch hèm lọai thảo mộc có vị đắng hương thơm Đến kỉ thứ 8, người ta biết sử dụng hoa Houblon Những nghiên cứu khoa học bia thực bắt đầu năm 1876, với việc xuất “Nghiên cứu bia” Louis Pasteur.Trước tiên, ông ‘bệnh” bia phát triển vi sinh vật đưa tảng quy trình sản xuất hợp lí Ơng phát minh phương pháp trùng mang tên ông, Pasteur, mà người ta áp dụng để tránh nhiễm khuẩn cho bia ☞Do vậy, nghiên cứu khoa học tạo bước phát triển nhanh chóng Định nghĩa bia Công nghiệp bia xếp vào ngành”cơng nghiệp nơng nghiệp” tác động lên sản phẩm nơng nghiệp.Trong đó,nó lại xếp vào nhóm”cơng nghiệp lên men”vì biến đổi thực sản xuất bia kết trình lên men rượu Định nghĩa bia Pháp:”Bia lọai đồ uống thu từ trình lên men dịch chất chiết từ đại mạch nảy mầm, có bổ sung khơng q 15% ngun liệu đường khácvà hoa Houblon” Ở Đức định nghĩa bia:”Bia loại đồ uống thu nhận nhờ lên men, không qua chưng cất, sử dụng hạt đại mạch nảy mầm, hoa Houblon, nấm men nước” Định nghĩa Việt Nam bia:”Bia lọai đồ uống lên men có độ cồn thấp, làm từ nguyên liệu malt đại mạch, hoa Houblon, nấm men nước.” Bia phân biệt với rượu hàm lượng rượu thấp nhiều hàm lượng chất chiết không lên men lại cao nhiều Đặc tính để phân biệt bia chủ yếu với lọai đồ uống khác độ bền lớp bọt hình thành sau giải phóng axit cacbonic co đó.hàm lượng rượu trung bình lọai bia tính theo % khối lượng 3,8% hay 4,5% thể tích Tình hình sản xuất tiêu thụ bia a Trên giới Đối với nước có cơng nghiệp phát triển, đời sống kinh tế cao bia sử dụng thứ nước giải khát thông dụng Hiện giới có 25 nước sả xuất bia với sản lượng 100 tỷ lit/năm.Trong Mỹ, Đức nước sản xuất 10 tỷ lit/năm,Trung Quốc tỷ lit/năm Thống kê bình quân mức tiêu thụ số nước công nghiệp tiên tiến năm 2004 sau:Cộng hòa Czech 150 lit/người/năm, Đức 115 lit/người/năm, Úc khỏang 110 lit/người/năm… Lượng bia tiêu thụ tăng hầu khắp vùng,ngọai trừ vùng Địa Trung Hải, đẩy lượng tiêu thụ tòan giới tăng lên b Ở Việt Nam Bia đưa vào Việt Nam từ năm 1890 với có mặt nhà máy Bia Sài Gịn nhà máy Bia Hà Nội…như ngành bia Việt Nam có lịch sử 100 năm Năm năm trở lại đây,do tác động nhiều yếu tố tốc độ tăng trưởng GDP,tốc độ tăng dân số,tốc độ đô thị hóa,tốc độ đầu tư…mà ngành cơng nghiệp Bia phát triển với tốc độ tăng trưởng cao.Chẳng hạn năm 2003,sẩn lượng bia đạt 1290 triệu lit,tăng 20,7% so với năm 2002, đạt 79% so với công suất thiết kế,tiêu thụ bình quân đầu người đạt 16 lit/năm,nộp ngân sách nhầ nước khỏang 3650 tỷ đồng… Hai tổng công ty Bia-Rượu-Nước giải khát Hà Nội Sài Gòn hai đơn vị đóng góp tích cực giữ vai trị chủ đạo ngành bia Năng lực sản xuất bia chủ yếu tập trung vào thành phố lớn như:Tp Hồ Chí Minh chiếm 23,3% tổng lực sản xuất bia tòan quốc,Tp Hà Nội chiếm 13,44% ,Tp Hải Phòng chiếm 7,47% Các nhà máy bia phân phối 49 tỉnh thành nước,trong có 24 tỉnh thành 20 triệu lit/năm Những thương hiệu bia sẩn xuất Việt Nam chiếm ưu có khả phát triển mạnh q trình hội nhập, là:Sài Gịn,Sài Gịn special,333,Hà Nội,Heineken,Tiger,Halida… Năm 2003 kim ngạch nhập cho ngành sản xuất bia(chủ yếu Malt hoa Houblon) khỏang 76 triệu USD.Tổng công ty Habeco thử nghiệm trồng đại mạch số nơi chưa có kết khơng phù hợp thổ nhưỡng khí hậu.Hiện có nhà máy sản xuất malt đại mạch với cơng suất 50000 /năm có khả mở rộng lên 100000 tấn/năm Những ưu điểm bia Sở dĩ bia có sức lan tỏa mạnh nhờ ưu điểm quan trọng khác với dạng nước giải khát khác Thứ nhất: bia loại nước giải khát Tác dụng giải khát mát bia có nhờ lượng khí CO2 có bia Tác dụng làm mát thể CO2 phụ thuộc vào lượng khí CO2 dạng liên kết không phụ thuộc vào dạng tự ( CO2 tồn bia dạng liên kết dạng tự do) Khi CO2 liên kết chuyển sang dạng CO2 tự cần phải cung cấp lượng phần lượng thể sử dụng cho chuyển hóa Điều xảy nhanh, ta cảm thấy mát uống bia Thứ hai: bia cung cấp lượng lít bia cho 500 – 600kl Năng lượng C2H5OH số thành phần dinh dưỡng có bia cung cấp Thứ ba: tác dụng làm mát thể, CO2 cịn có tác dụng chất làm tăng khả tiêu hóa thể Mặt khác uống bia tăng khả tiết nước tiểu, giúp trình giải độc nhanh Tuy nhiên bia chứa C2H5OH nên việc lạm dụng bia nhiều đem lại hậu không tốt, đặt biệt nguy hiểm ta uống loại bia không tốt II NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIA Bốn loại nguyên liệu cần dùng cho q trình sản xuất bia là: Malt đại mạch, hoa Houblon,nước nấm men.Chất lượng chúng định đến chất lượng bia thành phẩm.Hiểu biết đầy đủ tính chất nguyên liệu tác dụng chúng trình sản xuất sản phẩm bia sở qúa trình điều hành sản xuất xử lý,từ điều hành q trình cơng nghệ cách hợp lý Malt đại mạch a Cây đại mạch Trung Âu vùng phát triển trồng đại mạch cao từ 150 năm qua Đại mạch dùng cho sản xuất bia trồng quốc gia châu Âu đáp ứng yêu cầu bẩn công nghiệp bia.Tuy nhiên khác thời tiết mà có phương thức canh tác khác Đại mạch cung cấp tinh bột cần thiết cho sản xuất bia.Tinh bột chuyển hóa thành chất hịa tan lên men được.Qua trồng trọt canh tác giống đại mạch khác thu loại đại mạch tốt cho q trình sản xuất malt với độ hịa tan thành phần tốt cho sản xuất bia Phân lọai đại mạch: chia nhóm ● Đại mạch mùa đơng(được gieo vào tháng chín) ● Đại mạch mùa xuân(được gieo vào tháng ba tháng tư) Cả hai nhóm chia thành nhiều giống khác Căn vào xếp hạt đại mạch,chia thành lọai: ● Đại mạch hàng ● Đại mạch hàng Lọai đại mạch hàng trồng tốt vào mùa xuân chúng có tất đặc điểm mong muốn cho sản xuất malt bia Năng suất trồng đại mạch mùa đông khỏang tấn/ha,cao so với đại mạch mùa xuân khỏang tấn/ha thời vụ trồng đại mạch mùa xuân ngắn hơn.Vì nhiều nước trồng nhiều đại mạch mùa đông mùa xuân Ngũ cốc đại mạch chẳng hạn như:sắn, gạo, bobo, lúa mì hay sản phẩm làm từ chúng thường sử dụng nguyên liệu thay đại mạch b Malt bia Malt nói chung sản phẩm chế biến từ loại hạt ngũ cốc : đại mạch,tiểu mạch,thóc,ngơ….,cho nảy mầm điều kiện nhân tạo sấy đến độ ẩm định với điều kiện bắt buộc.Malt nguyên liệu dùng cho sản xuất bia hay người ta cịn nói « Malt linh hồn bia » Để sản xuất bia, thóc đại mạch ngâm cho nảy mầm điều kiện kiểm soát nghiêm ngặt nhiệt độc, độ ẩm để ổn đinh đảm bảo chất lượng malt Khi ngâm đại mạch loại enzyme hình thành, amylase hình thành nhanh nhiều nhất, tiếp đến protease Hiện có hai loại malt là: malt vàng malt đen Các loại malt sử dụng nhiều sản xuất bia: ● Malt caramen: sản xuất từ đại mạch tốt, dùng để sản xuất bia đen, bia có vị caramen có độ sánh cao có mùi thơm mạnh, nhiều bọt ● Malt cà phê: sấy nhiệt độc cao, có màu vàng đậm màu cà phê ● Malt mela (hay malt melanoid): có hàm lượng protein cao chứa nhiều melanoid), loại malt sấy nhiệt độ cao Vai trò malt quan trọng sản xuất bia ● Malt cung cấp toàn lượng gluxit (chủ yếu tinh bột) để chuyển hóa thành đường Từ lượng đường chuyển hóa thành cồn sản phẩm khác bia ● Malt cung cấp loại enzyme amylase, protease chứa lượng lớn protein Trong trình nấu malt enzyme thủy phân protein sản phẩm thủy phân protein tạo phức chất giữ CO2 tốt, vị bia đặc trưng Hoa Houblon Tên khoa học là: ‘Humulus Lupulus’, loài thân leo thuộc hàng Urticacee, họ Morace Đây lọai thực vật khác gốc tức hoa hoa đực trổ từ gốc khác nhau.Trong sản xuất bia,chỉ sử dụng hoa chúng chiết nhựa đắng loại tinh dầu(dầu thơm) chủ yếu tạo nên chất thơm bia Đức Mỹ hai quốc gia sản xuất hoa houblon lớn nhất, cộng hịa Czech có Trung Quốc.Có nhiều giống hoa houblon sản lượng thu họach năm khác Cho đến loại hoa houblon dùng công nghệ bia hoa khô hoa cái.Sau thu họach, hoa sấy khô chế biến để giữ chất lượng hoa Việc trồng hoa hoa houblon đòi hỏi nhiều chăm sóc.Các giàn hoa phải trồng khỏang đất sâu, làm kĩ bón phân tốt.Một giàn hoa houblon cho suất tối đa sau năm phải thay sau 15 năm Về mặt sản xuất bia hai yếu tố quan trọng hoa houblon nhựa hoa tinh dầu.Nhựa hoa tạo nên vị đắng bia, tinh dầu chủ yếu tạo hương thơm cho bia Các chất chứa hạt Lupulin, chiếm gần 1/5 khối lượng hoa houblon Tamin có thành phần hoa houblon có ý nghĩa định sản xuất bia, tamin tham gia vào q trình kết tủa protein làm tăng tính ổn định bia Nước Nước nguyên liệu dùng để sản xuất bia.Nước chiếm tỷ lệ 85-90% thành phần bia thành phẩm.Vì vậy,thành phần tính chất nước ảnh hưởng trực tiếp đến tịan q trình cơng nghệ chất lượng thành phẩm Về mặt khối lượng, nước nguyên liệu dùng nhiều nhất.Trong trình sản xuất malt bia cần lượng nước lớn để ngâm đại mạch sản xuất malt,hồ hố, đường hóa,rửa men,rửa thiết bị,cung cấp cho lò hơi… Chất lượng nước ảnh hưởng lớn đến chất lượng bia, nước dùng bia không đảm bảo chất lượng gây tác dộng nguy hiểm : ● Nước thành phần trình lên men bia Nước chứa nhiều vi sinh vật, đặc biệt vi sinh vật gây bệnh phát triển mạng bia, lấn át phát triển nấm men, làm trình lên men gặp khó khăn , kết bia hư hỏng không đảm bảo chất lượng ● Nước chứa nhiều chất hóa học, mặt kìm hãm hoạt động amylase, mặt khác kìm hãm q trình rượu hóa ● Bia sản phẩm lên men dùng ngay, không qua trưng cất, nước không đảm bảo chất lượng chất lượng dùng cho nước uống gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe Nấm men bia Nấm men lồi sinh vật đơn bào,có khả sống mơi trường dinh dưỡng có chứa đường, nitơ, photpho chất hữu cơ, vô khác Chúng vi sinh vật dị dưỡng có khả sống điều kiện hiếu khí yếm khí Nấm men dùng sản xuất bia loại vi sinh vật đơn bào thuộc giống Saccharomyces, có kích thước -9 µm, sinh sản cách nẩy chồi thuộc loại kị khí khơng bắt buộc Trong điều kiện có oxy, chúng tiến hành q trình tăng sinh khối Trong điều kiện khơng có oxy, tham gia q trình lên men để tạo C2H5OH, sản phẩm lên men khác CO2 Tế bào nấm men chứa đến 80% nước.Bởi nấm men bia ép tỉ lệ trọng lượng ướt trọng lượng khô :1 Trong tế bào nấm men có chứa số enzym quan trọng có tác dụng xúc tác chuyển hóa gluxit đơn giản Một số enzym quan trọng nấm men: Enzym Trehalaza Glucoamylaza(amyloglucosidaza) Maltaza(α-glucosidaza) Isomaltoza Invertaza Melibioza Zimaza Cơ chất chuyển hóa Trehaloza Tinh bột,dextin,α-glucosit Maltoza,saccaroza,maltotrioza,… Isomaltoza saccaroza,α-methyl glucosis Saccaroza,raffinoza Melibiaza,raffinoza, Hệ enzym chuyển hóa đường đơn giản thành etylic Quá trình lên men rượu sản xuất bia phụ thuộc vào họat độ nấm men - yếu tố quan trọng sản xuất bia.Nấm men có ảnh hưởng lớn đến chất lượng bia Trong sản xuất bia, người ta dùng loại nấm men (Saccharomyces cerevisine) nấm men chìm (Saccharomyces carsbergensis) Ngồi chủng nấm men phổ biến sản xuất (Saccharomyces uvanium) Đặc điểm nấm men nấm men chìm : Đặc điểm nấm men (saccharomyces cerevisine) Trong trình lên men, tế bào nấm men lơ lửng dịch lên men, tập trung nhiều vùng bề mặt Thời gian lên men ngắn, nhiệt độ lên men cao (12 – 18oC) Khơng thuận tiện cho q trình lọc Khó thu hồi nấm men sau lên men kết thúc để tái sử dụng Thường dung để sản xuất loại bia đen bia có nồng độ cồn cao Đặc điểm nấm men chìm (saccharomyces carsbergensis) Trong trình lên men, tế bào nấm men thường tạo thành chùm, sau lắng xuống đáy thiết bị lên men Thời gian lên men dài, nhiệt độ lên men thấp (6 – 7oC) Thuận tiện cho trình lọc làm Dễ dàng thu nhận nấm men sau lên men kết thúc để tái sử dụng Thường dung để sản xuất loại bia vàng bia có nồng độ cồn thấp Khi sản xuất nấm men công nghệ sản xuất bia, cần đặc biệt ý tính chất sau: ● Khả lên men khả phân giải hydratcacbon dịch đường, sử dụng sản phẩm phân giải để sinh tổng hợp chất tế bào nấm men ● Khả lên men đánh giá qua yếu tố: tính chất giống, hoạt động sinh lý, số lượng nấm men, thành phần hóa học dịch đường, độ pH, nhiệt độ, oxy hóa khử, chất kìm hãm có mơi trường ● Khả kết lắng có ý nghĩa hiệu suất lên men độ bia ● Độ khiết sinh học điều kiện cần thiết hạn chế thối hóa sản xuất Giống khiết có độ bền vững cao với thay đổi đột ngột mơi trường, q trình lên men xảy đồng đều, bia có chất lượng ổn định II QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA 1.Chuẩn bị nguyên liệu a Malt đại mạch Malt trước nghiền làm loại bỏ tạp chất, sau nghiền kỹ thuật để đường hóa thu lượng chất hịa tan tối đa Mục đích nghiền malt để tăng bề mặt tiếp xúc với nước, làm cho xâm nhập nước vào thành phần chất nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy q trình đường hóa q trình thủy phân khác nhanh triệt để Có ba giải pháp để tiến hành nghiền: nghiền malt trạng thái khô, nghiền có phun ẩm vào hạt nghiền malt với nước (nghiền nước) Malt sau nghiền đưa vào nồi dịch hóa 10%, phần cịn lại cho vào nồi đường hóa 90% Sơ đồ sản xuất malt b Nguyên liệu phụ Người ta thường sử dụng gạo làm nguyên liệu thay Việc phối hợp malt nguyên liệu phụ tính cho lượng enzim malt xúc tiến q trình thủy phân trích ly chất có ngun liệu hồn tịan triệt để Ngun liệu phụ nghiền trước đưa vào nồi hồ hóa với lượng malt lót(10%) để xúc tiến q trình có nguyên liệu phụ c Hoa houblon Hoa houblon nhân tố tạo nên hương vị thơm đắng cho bia Lượng hoa houplon đưa vào tính tốn cho phù hợp với yêu cầu chất lượng bia, phù hợp với thị hiếu người tiêu dùng với độ đắng khác d Nấm men Ngươi ta dùng nước đường hóa malt đại mạch để làm môi trường nuôi cấy Để làm môi trường nuôi cấy, malt đại mạch đường hóa với tỉ lệ: malt: nước Dịch malt gia nhiệt khuấy liên tục đến nhiệt độ 50-520C, giữ nhiệt độ 30 phút, sau nâng lên 650C(trong 30 phút) nâng lên nhiệt độ 750C (trong 90 phút) Lọc lấy dịch dùng nước pha loãng xuống 12-14%, trùng, ta có mơi trường lỏng để ni cấy nấm men Trong tường hợp cần môi trường đặc ta cho thêm 2-2,5% thạch agar vào dịch dường hóa trùng chế độ Nấm men nuôi cấy môi trường dinh dưỡng tiến hành phịng thí nghiệm vơ trùng giữ giống gốc ống thạch nghiêng Giống nấm men gốc vừa cấy xong nuôi tủ ấm 300C Từ ống giống nấm men gốc, người ta nhân sinh khối để cung cấp cho trình sản xuất đại trà 10 Ngồi ra, ta dùng bã men mẻ nấu thứ làm giống cho đợt lên men lần thứ hai sau rửa men làm cho chúng họat hóa trở lại Đường hóa ngun liệu Thực chất q trình đường hóa thủy phân hợp chất cao phân tử xúc tác hệ enzim có malt theo nấc nhiệt độ thích hợp, pH thích hợp để tạo thành hợp chất có khối lượng phân tử nhỏ hòa tan vào nước để trở thành chất chiết dịch đường Những trình enzim quan trọng thủy phân tinh bột, protein hợp chất chứa phospho Thời gian đường hóa có hiệu thời gian 2h, vượt giới hạn tích lũy sản phẩm có tăng giới hạn a Thủy phân tinh bột enzim Mục đích để phân cắt amyloza, amylopectin dextrin bậc cao thành đường đơn giản, dextrin bậc thấp dễ hòa tan vào nước trở thành chất hòa tan dịch đường Để thu nhận lượng chất hòa tan cao nhất, điều cần thiết phài bồ sung chế phẩm enzim từ vào Chế phẩm enzim từ vi sinh vật, ngồi a b- amilaza, nhiều trường hợp cịn chứa thêm glucoamylaza số enzim khác mà malt đại mạch khơng có Trong q trình thủy phân ta phải ý đến yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ thủy phân cấu sản phẩm: nồng độ enzim, nhiệt độ, pH, nồng độ chất b Thủy phân protein hợp chất khác Hàm lượng hợp chất chứa nitơ thành phần chất hòa tan cùa dịch đường chiếm khoảng 5-7% so với tổng số chất hịa tan chúng đóng vai trị quan trọng việc đảm bảo tiến trình lên men bình thường định hình khung chất lượng bia thành phẩm Sản phẩm có khối lượng phân tử thấp trình thủy phân nguồn dinh dưỡng nitơ cho nấm men Sản phẩm phân tử cao q trình thủy phân góp phần khơng nhỏ cho việc tạo vị đậm đà, tham gia vào trình tạo giữ bọt cho bia Trong cơng nghệ sản xuất bia, hàm lượng hợp chất có khối lượng phân tử thấp chứa nitơ số quan trọng quan trọng có ý nghĩa tỷ lệ pha sản phẩm thủy phân Mỗi loại bia có yêu cầu riêng tỷ lệ pha có phân tử lượng thấp phân tử lượng trung bình Về cấu thành phẩm sản phẩm thủy phân protein, nói chung định đoạt giai đoạn đường hóa Tham gia thủy phân protein giai đoạn đường hóa có hai loại enzyme: exopeptidaza, endopeptidaza Phản ứng thủy phân protein enzyme xảy giai đoạn ươm mầm giai đoạn đường hóa , 11 q trình tiếp tục xảy với tốc độ cao với điều kiện thích hợp cho hoạt động enzyme thủy phân c Ngồi cịn có q trình thủy phân khác Thủy phân fitin, thủy phân hemixenlluloza Sản phẩm thủy phân hợp chất cung cấp phospho, polysaccharide memixelluloza d Thiết bị phân loại sản xuất dịch đường Thiết bị phối trộn Thiết bị đường hóa Thiết bị lọc bã malt Thiết bị nấu hoa e Các phương pháp đường hóa Đường hóa theo phương pháp phân đoạn Đường hóa theo phương pháp tồn khối f Các biện pháp nâng cao hiệu suất đường hóa Làm mềm nước hạ độ kiềm cùa cách bổ sung CaSO4 CaCl2 Hạ pH dịch bột cách bổ sung axit lactic Bổ sung chế phẩm enzim vào dịch bột nhằm tăng cường khả xúc tác thủy phân chất Lọc bã, nấu hoa, làm lạnh dịch đường Sau đường hóa kết thúc, tiến hành lọc máy lọc khung Bã rửa nước nóng 70 – 75oC Sau lọc, người ta phân nước đường theo hàm lượng đường làm hai loại để sản xuất bia có chất lượng khác ● Nước đường có hàm lượng đường – 9% để sản xuất bia chai ● Nước đường có hàm lượng đường 10 – 12% để sản xuất bia lon Trường hợp nước đường không đủ lượng đường theo quy định sản xuất, người ta bổ sung đường cho đủ a Lọc bã Thành phần cháo malt sau đường hóa kết thúc bao gồm: pha rắn pha lỏng ● Pha rắn gọi bã malt bao gồm cấu tử khơng hịa tan bột nghiền ● Pha lỏng gọi dịch đường bao gồm hợp chất phân tử trích ly từ malt, hịa tan Mục đích q trình lọc bã malt tách pha lỏng khỏi hỗn hợp để tiến hành bước q trình cơng nghệ cồn nghệ, cịn lại phế liệu, phân loại bỏ ngồi 12 Quá trình lọc malt tiến hành theo hai bước: ● Ép để tách dịch cốt ● Rửa bã để chiết rút hết thành phần dinh dưỡng lại bám b Nấu dịch đường với hoa houblon Sau trộn lẫn dịch đường ban đầu với dịch rửa bã, hỗn hợp gọi dịch đường Để bia có vị đắng, hương thơm đặc trưng, có đọc bền sinh học cao người ta đun sôi dịch đường với hoa huoblon 1,5 – Những thành phần quan trọng hoa houblon như: ● Chất đắng: tạo vị đắng cho bia ● Tinh dầu thơm tạo cho bia có vị đặc trưng mà khơng có sản phẩm thực phẩm khác ● Polyphenol hợp chất thuộc nhóm flavonoid, có ý nghĩa nhóm với cơng nghệ sản xuất bia hợp chất antoxianogen ● Các hợp chất chứa nitơ nguồn bổ sung dinh dưỡng nitơ quan trọng hco phát triển nấm men sau này: có đến 60% lượng nitơ trích ly từ hoa nấm men hấp thụ Quá trình nhằm mục đích: Trích ly chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol, hợp chất chứa nitow thành phần khác của hoa houblon vào dịch đường để biến đổi thành dịch đường có vị đắng hương thơm dịu hoa – đặc trưng tích chất cảm quan bia sau Polyphenol hoa huoblon tác dụng với hợp chất chứa protein dịch đường tạo thành phức chất dạng mảng màng nhầy, kết lắng kéo theo phần tử cặn dịch đường kết lắng Điều làm cho độ bền keo dịch đường tăng leenaf thành phần sinh học ổn định Polyphenol, chất đắng, chất chứa nitơ hoa huoblon tạo sức căng bề mặt có hoạt tính cao, nhờ bọt khí CO2 khơng dễ khỏi bề mặt Những hợp chất tham gia vào trình tạo bọt tác nhân giữ bọt bia Ngồi nấu dịch đường với hoa houblon xảy nhiều qua trình khác mà nhiều có ảng hưởng tích cực đến chất lượng bia sau trình tạo melanoid ỏ nhiệt độ cao (105 – 107oC) làm tăng độ chua định phân, tăng cường độ màu, giảm độ nhớt, v.v… c Làm lạnh tách dịch đường Sau giai đoạn nấu với hoa houblon giai đoạn làm lạnh tách dịch đường : ● Hạ nhiệt độ đến điểm thích hợp cho nấm men phát triển ● Tách loại cặn khối dịch ● Bão hòa O2 cho dich Tách cặn tồn bột dịch đường theo ba cách : ● Tách toàn dịch đường nhiệt độ cao ● Tách cặn cục dịch đường nhiệt độ cao 13 ● Tách cặn toàn dịch đường nhiệt độ thấp 14 Q trình lên men Tiến hành mạnh mẽ, mục đích để chuyển hóa chất hịa tan dịch đường thành rượu etylic, CO2, loại rượu phụ sản phẩm phụ khác ( sinh tổng hợp trình sống tế bào nấm men) Phương trình tổng quát Gay – Lusac: C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 Ngồi lên men rượu chệch sang hướng tạo thành gylxerintuwf phosphodioxyaxeton Hay hướng thứ ba, lên men rượu chuyển sang tạo thành cục axit axetic glyxerin 2C6H12O6 + 2H2O C2H5OH + CH3COOH + 2C3H8O3 + 2CO2 a Lên men chìm Thường sử dụng, sử dụng nấm men Saccaromyces carbergensis, nhiệt độ lên men thấp(3-100C), tiến hành lên men kín thiết bị lên men, kéo dài khoảng 8-13 ngày Có thể chia làm giai đoạn: Giai đoạn 1: 1-2 ngày đêm, giai đoạn tăng số lượng tế bào nấm men gọi q trình sinh khối, bắt đầu có dấu hiệu lên men, nhiệt độ dịch lên men tăng khoảng 0,5C, có vành bọt xuất hiện, sang ngày thứ tạo thành lớp màng phủ bề mặt, bọt sinh có kích thước nhỏ, mịn trắng, hàm lượng chất tan giảm từ 0,3-0,5% Hiện người ta thay giai đoạn phương án gọi lên men sơ ● Cách 1: sau ngày đêm lên men dịch lên men chuyển sang thùng khác nhằm tách phần cặn lắng để tăng độ cho bia non ● Cách 2: sau 48-60h lên men, tế bào nấm men nảy chồi ạt, dịch lên men chuyển sang thùng tích lớn bổ sung thêm dịch dường Houblon hóa, nhằm mục đích rút ngắn thời gian thích nghi tăng cường hoạt lực cho nấm men Giai đoạn 2: 2-3 ngày đêm, giai đoạn nấm men phát triển đến mật độ cực đại đồng thời tốc độ lên men mạnh Bọt dính vào thành cực màu trắng sau chuyển sang màu nâu nhạt Hàm lượng chất hòa tan giảm 2-2,5%, nhiệt độ dịch men tăng 1-1,5C Giai đoạn 3: khoảng ngày đêm, giai đoạn lên men mạnh Bọt dềnh cao cực đại đóng thành mảng lớn, kích thước bọt to, thơ chuyển sang màu xám sau xẹp xuống Hàm lượng chất hịa tan giảm mạnh 2,5-3%, nhiệt độ dịch men tăng mạnh Để bảo vệ nấm men trước thay đổi nhiệt độ người ta phải làm lạnh cục để hạ nhiệt độ dịch nhiệt độ ban đầu 15 Giai đoạn 4: 2-3 ngày đêm, tốc độ lên men giảm lượng chất tan gần cạn nhiệt độ bia non giảm Bọt bề mặt xẹp hết tạo thành lớp xám nâu Hàm lượng chất hòa tan giảm 0,8-1%, nhiệt độ giảm 3-4C, thời gian nấm men cặn bia non kết lắng làm cho bia non Vớt bò lớp màng, bia non bơm sang khu vực khác để tiến hành lên men phụ dự trữ Đây phương pháp lên men chìm điều kiện hở Hiện người ta thường dùng biện pháp lên men kết hợp thu hồi CO2 Phương pháp có ưu điểm cho bia có độ bền vững keo sinh học cao hơn, khả tạo bọt giữ bọt tốt hơn, CO2 thừa thu hồi (có thể thu 1,3-1,5 kg) dùng cho công đoạn bổ sung CO2 đóng bia vào lon (chai) Lên men kín thu hồi CO2: gồm thời kì: Thời kì 1: 12-24h, nấm men hấp thụ O2 sinh sản (nhân giống), men dậy (sau 12-24h) xuất bọt bong bóng bám quanh thùng bề mặt dịch lên men Thời kì 2: 24-48h, trình lên men tiếp tục mạnh dần, lớp bọt (vàng nhạt kem) bề mặt dịch đường Lớp bọt chứa phần phan hủy resin (có houblon), protein cặn mịn Thời kì 3: 72-120h, đạt lên men sâu nhất, chất khô giảm 1,5-2%/24h lên men (giảm nhanh trình lên men) Bọt dày màu sẫm Thời kì 4: 144-192h, lên men giảm dần, bề mặt dịch lên men xuất lớp chất màu cặn resin houblon Khi 90% chất hòa tan lên men biến thành rượu etylic CO2 q trình lên men coi kết thúc b Lên men Là công nghệ phổ biến nước Bắc Âu, số nước khác sử dụng sản xuất bia đen loại bia từ malt tiểu mạch Quá trình lên men tiến hành 15-20C, thời gian lên men 4-5 ngày dịch đường houblon hóa làm lạnh nước bình thường Những dấu hiệu lên men ngày đầu lên men chìm, sau phần nấm men bắt đầu lơ lửng bề mặt bia, sau lên mặt Sản phẩn sau lên men gọi bia non, bia non có vị cay nồng nấm men, lượng CO2 c Các sản phẩm phụ sinh q trình lên men Glyxerin: cấu tử q bia làm mềm vị, tăng độ đậm đà cho sản phẩm Rượu bậc cao: gồm có propylic, butylic, amylic, isoamylic loại rượu cho hương vị riêng khơng đặc trưng cho bia mà tạo cho khứu giác cảm giác khó chịu, có ảnh hưởng tiểu cực đến tính cảm quan bia Acid hữu Ester, aldehit: có ý nghĩa quan trọng việc hình thành vịng thơm bia Diaxetyl: có mùi cực mạnh, vị đắng gắt khó chịu, tác động mạnh đến hệ thần kinh người ( theo qui định hàm lượng diaxetyl